Laufwerke und Speichermedien - prototyping-lab/technisches-grundlagenprojekt GitHub Wiki

Festplattenlaufwerke:

- Magnetische Laufwerke (z.B. Festplatten)
- Optische Laufwerke (z.B. CD, DVD usw.)

Prinzipieller Aufbau (HDD):

- Drehachse
- Festplatte
- Schrittmotor
- Zugriffskamm
- Schreib-Lese-Kopf

Anschluss:

- Datenanschluss ist 7-adrig
- Energieversorgungsanschluss ist 15-polig

Datenspeicherung:

- Bits liegen senkrecht auf der Festplatte
- Bits brauchen einen Mindestabstand um nicht durcheinander gebracht zu werden

Innenraum der Festplatte:

Entweder:
- Helium
- HAMR (Heatassisted Magnetic Recording)
- SMR (Shingle Magnetic Recording)

Daten Lesezeit:

Setzt sich zusammen aus:
- Reaktionszeit
- Suchzeit
- Latenzzeit
- Lesezeit

Durchscnittlich benötigte Zeit um Daten abzurufen: 4 - 20 ms

Handhabung Festplatten:

- Nicht dauerhaft starken Magnetfeldern aussetzen.
- Einbaulage beachten, um Lagerbelastung zu minimieren
- Häufiges Hoch- und Runterfahren erhöht verschleiß 
    → Zeit für Standby-Modus nicht zu kurz wählen
- Erschütterungen vermeiden
- SSDs unempfindlich gegenüber Stößen

SSD (Solid State Drive)

- Ohne bewegliche Teile
- (2,5 Zoll Gehäuse) → Anschluss an SATA, PCIe oder U.2
  (auf m.2 Platine) → Anschluss an m.2 Schnittstelle
- Schnellere Lesezugriffe, da sich nicht zuerst eine Mechanik bewegen muss
- Schaltet sich in der Zeit ohne Zugriffe aus → energiesparend
- Können auch in einem Gehäuse mit einer HDD Festplatte kombiniert werden
    → Hybridlaufwerk

Optische Laufwerke

- In Polykarbonat (Kunststoff) Scheiben, die das Licht in einem bestimmten Winkel 
    brechen, werden die Daten so eingebrannt, das das 
    Licht in einzelnen Regionen das Licht
    anders Reflektiert. Anschließend werden die Scheiben mit einem Lack versiegelt.
- Verschiedene Arten von optischen Laufwerken:
    → CD: Compact Disk, Speicherkapazität: 650MB bis 900MB
    → DVD: Digital Versatile Disc, Speicherkapazität: 4,7GB bis 17GB
    → BR: Blue Ray Disc, Speicherkapazität: 25GB bis 100GB

Externe Laufwerke

DVD-Technologie

Verfügbare DVD´s

- DVD – 5      12 cm	    4,7 GB	Einseitig, eine  Informationsschicht
- DVD – 9 	12 cm	    8,5 GB	Einseitig, zwei Informationsschichten
- DVD – 10 	12 cm  	    9,4 GB	Zweiseitig, eine Informationsschicht
- DVD – 14	12 cm	    13,2 GB	Halb DVD 5, halb DVD 9
- DVD – 18	12 cm	    17 GB	Zweiseitig, je zwei Informationsschichten

Sicherheit

Kopierschutzverfahren
Nur Abspielbar, wenn Code von CD und Gerät übereinstimmen

Eckdaten:

Kapazität 	→ 4,7 GB - 17 GB
Datentransfer	→ 12 mit/s
Lebensdauer	→ 30 Jahre

Blu Ray

Prinzipiell gleicher Aufbau wie bei DVD-Laufwerk.
Blu Ray Laufwerk nutzt blauen Laser - > kann kleinere Strukturen erkennen = pro Layer bis 25 Gb

Eckdaten:

Kapazität	→ 25 GB
Datentransfer 	→ 54 Mbit/s
Lebensdauer 	→ 30 – 50 Jahre (Angaben der Industrie)

Sonstige Laufwerke

Heutzutage werden oft SSD´s genutzt da diese praktisch und relativ schnell sind. 

Eckdaten:

Kapazität	  → Bis 100 TB
Geschwindigkeit  → Hängt von Architektur und Anschluss ab – ob usb / usb c bis 10 Gb/s
Lebensdauer	  → Hängt von der Architektur ab – ca. 114 Jahre – Garantie beträgt 10 Jahre